起初，電腦沒有操作系統。人們通過各種操作按鈕來控制電腦。後來出現了組合語言，操作員通過穿孔紙帶將程序輸入計算機進行編譯。這些內置語言的計算機只能由操作人員自己執行，不利於設備和程序的使用。為了解決這個問題，出現了操作系統，它很好地實現了程序的使用和計算機硬件資源的管理。
操作系統技術的發展
手動操作* * *無操作系統* * *
第壹臺計算機誕生於1946——50年代中期，沒有操作系統，計算機工作全靠手工完成。
程序員將程序和數據對應的穿孔紙帶或卡片裝入輸入機，然後啟動輸入機將程序和數據輸入計算機內存，再通過控制臺開關啟動程序執行數據；計算結束後，打印機輸出計算結果；在讓下壹個用戶使用計算機之前，用戶獲取結果並卸載紙帶或卡片。
手動操作模式的兩個特點:
***1***用戶壟斷整機。不會因為資源已經被其他用戶占用而出現等待現象，但是資源利用率低。
***2***CPU等待手動操作。CPU沒有得到充分利用。？
20世紀50年代末，出現了人機矛盾:手工操作速度慢與計算機速度快之間的尖銳矛盾。人工操作嚴重損害了系統資源的利用率，資源利用率下降到百分之幾甚至更低，這是不可容忍的。唯壹的解決辦法:只有擺脫人工操作，實現工作的自動過渡。就這樣，批量加工出現了。
批處理系統
批處理系統:裝在電腦上的系統軟件。在它的控制下，計算機可以自動地批量處理壹個或多個用戶的作業。這項工作包括程序、數據和命令。
在線批處理系統
最早出現的是在線批處理系統，即作業的輸入/輸出由CPU處理。
在主機和輸入機之間加了壹個存儲設備，磁帶。在運行於主機上的監控程序的自動控制下，計算機自動將輸入機上的用戶操作批量讀入磁帶，將磁帶上的用戶操作依次讀入主機存儲器，執行後將計算結果輸出到輸出機。完成最後壹批作業後，管理程序從輸入機輸入另壹批作業，存儲在磁帶上，重復上述步驟。
監控程序不斷處理各種作業，實現了作業間的自動轉移，減少了作業建立和人工操作的時間，有效地克服了人機矛盾，提高了計算機的利用率。
但當作業輸入，結果輸出時，主機的高速CPU仍處於空閑狀態，等待慢速輸入/輸出設備完成工作:主機處於“忙碌”狀態。
離線批處理系統
為了克服和緩解高速主機與慢速外設之間的矛盾，提高CPU的利用率，引入了離線批處理系統，即輸入/輸出與主機控制分離。
這種方法的顯著特點是增加了壹個不直接與主機相連，而是專門用來處理輸入輸出設備的衛星機。
其職能是:
***1***從輸入機讀取用戶的作業，放到輸入帶上。
***2***從輸出磁帶讀取執行結果，並發送到輸出機器。
這樣，主機不直接處理速度慢的輸入/輸出設備，而是處理速度相對較快的磁帶機，有效緩解了主機和設備之間的矛盾。主機和衛星計算機可以並行工作，分工明確，可以充分發揮主機的高速計算能力。
離線批處理系統:在20世紀60年代得到廣泛應用，極大地緩解了人機矛盾和主機與外設的矛盾。IBM-7090/7094:配備的管理程序是脫機批處理系統，它是現代操作系統的原型。不足:主機內存中壹次只存儲壹個作業，在其執行過程中每次發出I/O * * * I/O * *請求，高速CPU都處於等待低速I/O完成的狀態，使CPU處於空閑狀態。
為了提高CPU的利用率，引入了多程序系統。
多道程序系統
多通道編程技術
所謂多道程序技術，是指允許多個程序同時進入內存執行。即同時將多個程序放入內存，讓它們在CPU中交替執行，從而可以享用系統中的各種軟硬件資源。當壹個程序由於I/O請求而掛起時，CPU會立即切換到另壹個程序。
單通道程序的執行過程:
程序A計算時I/O空閑，程序A I/O操作時CPU空閑* * *程序B * * *也是如此；b只有在A的工作完成後才能進入內存開始工作。兩者是順序的，完成* * * =T1+T2需要時間。
多道程序的執行過程:
兩個程序A和B同時存儲在存儲器中。在系統的控制下，它們可以在CPU上交替執行。當A程序因為請求I/O操作而放棄CPU時，B程序可以占用CPU執行，這樣CPU就不再空閑，正在執行I/O操作的I/O設備也不空閑。顯然，CPU和I/O設備都處於“忙碌”狀態，這大大提高了性能。& ltT1+T2 .
多通道編程技術不僅充分利用了CPU，還提高了I/O設備和內存的利用率，從而提高了整個系統的資源利用率和系統吞吐量* * *單位時間內處理作業的數量* * * *程序* * *最終提高了整個系統的效率。
單處理機系統中多道程序設計的特點:
***1***多通道:計算機內存中同時存儲幾個獨立的程序；
***2***宏在概念上是並行的:同時進入系統的幾個程序都在執行過程中，也就是已經開始各自的執行，但是還沒有結束；
***3***微觀序列:其實每個程序都是輪流使用CPU，交替執行的。
多程序系統的出現標誌著操作系統的逐漸成熟，作業調度管理、處理器管理、存儲管理、外部設備管理、文件系統管理等功能相繼出現。
多程序批處理系統
60年代中期，在前述的批處理系統中，引入了多通道編程技術，形成了多通道批處理系統* * *簡稱:批處理系統* * *。
它有兩個特點:
***1***多通道:系統可以同時容納多個作業。這些作業放在外部存儲器中形成備份隊列。系統按照壹定的調度原則從備份作業隊列中選擇壹個或多個作業在內存中壹次執行，備份作業的執行結束、退出執行和進入由系統自動實現，從而在系統中形成壹個自動切換的、連續的作業流。
***2***批處理:在系統執行過程中，不允許用戶與作業進行交互，即壹旦作業進入系統，用戶就不能直接幹預作業的執行。
批處理系統的目標是提高系統資源的利用率和吞吐量，以及作業流的自動化。批處理系統的壹個重要缺點是不提供人機交互能力，給用戶使用計算機帶來不便。
雖然用戶壟斷了整機的資源，直接控制了程序的執行，但他總能知道程序的執行情況。但是這種工作模式效率極低，因為它壟斷了整機。？
壹個新的目標:既要保證電腦的效率，又要方便用戶使用電腦。20世紀60年代中期，計算機技術和軟件技術的發展使這種追求成為可能。？
分時系統
由於CPU速度的不斷提高和分時技術的采用，壹臺計算機可以同時連接多個用戶終端，每個用戶都可以像獨占機器壹樣在自己的終端上在線使用計算機。
分時技術:將處理器的執行時間分成很短的時間片，根據時間片將處理器依次分配給每個在線作業。
如果壹個作業不能在分配給它的時間片內完成它的計算，這個作業就被暫時中斷，處理器被交給另壹個作業繼續執行，直到下壹輪。因為計算機速度很快，所以作業執行旋轉很快，給每個用戶的感覺是自己壹個人有壹臺計算機。並且每個用戶可以通過自己的終端向系統發送各種操作控制命令，在全人機交互的情況下完成作業的執行。
具有上述特征的計算機系統稱為分時系統，它允許多個用戶同時在線使用計算機。特點:
***1***多重性。幾個用戶同時使用壹臺計算機。微觀上，用戶依次使用電腦；宏被視為並行工作的用戶。
***2***交互性。用戶可以根據系統對請求的響應結果進壹步向系統提出新的請求。這種使用戶能夠與系統進行人機對話的工作模式，與批處理系統有明顯的區別，所以分時系統也叫交互系統。
***3***獨立。用戶可以相互獨立操作，互不幹擾。系統保證了每個用戶程序執行的完整性，不會被混淆或破壞。
***4***時效性。系統可以及時響應用戶的輸入。分時系統效率的主要指標之壹是響應時間，是指從終端到系統回復所需的時間。
分時系統的主要目標是及時響應用戶，即用戶不會等待太長時間來處理每個命令。
分時系統可以同時容納幾十甚至幾百個用戶。由於內存空間有限，經常采用exchange * * *的存儲方式。即不“轉”的操作放在磁盤上，壹旦“轉”就轉移到內存；時間片用完之後，將作業保存回磁盤，俗稱“滾入”和“滾出”，讓同壹個存儲區域輪流服務多個用戶。
多用戶分時系統是最常用的壹種計算機操作系統。
實時系統
多通道批處理系統和分時系統雖然可以獲得滿意的資源利用率和系統響應時間，但不能滿足實時控制和實時信息處理的需要。這樣就產生了實時系統，即系統能夠及時響應隨機的外部事件，並在嚴格的時間範圍內完成對事件的處理。
實時系統通常被用作特定應用中的控制設備。
實時系統可以分為兩類:
***1***實時控制系統。用於飛機飛行和導彈發射的自動控制時，要求計算機能盡快處理測量系統測得的數據，及時控制飛機或導彈，或通過顯示終端向決策者提供相關信息。當用於控制軋鋼、石油化工等工業生產過程時，也要求計算機及時處理各種傳感器送來的數據，然後控制相應的執行器。
***2***實時信息處理系統。當它被用於預訂飛機票、查詢航班、航線、票價等事項時，或者被用於銀行系統、信息檢索系統時，都要求計算機對終端設備發出的服務請求及時給予正確的回答。這種對及時響應的要求比第壹種略弱。
實時操作系統的主要特點:
***1***及時回復。每壹個接收、分析、處理和傳遞信息的過程都必須在嚴格的時限內完成。
***2***高可靠性。需要采取冗余措施，雙機系統的前後工作也包括必要的安全措施。
通用操作系統
操作系統有三種基本類型:多通道批處理系統、分時系統和實時系統。
通用操作系統:具有各種操作特性的操作系統。可以同時具備多通道批量處理、分時處理和實時處理功能，也可以具備其中兩種以上的功能。
例如:實時處理+批處理=實時批處理系統。首先保證實時任務優先，中間進行批處理作業。實時任務通常被稱為前臺作業，批處理作業被稱為後臺作業。
再比如批處理+分時處理=分時批處理系統。即把時間要求不嚴格的作業放到“後臺”* * *批處理，需要頻繁交互的作業放在“前臺”* * *，處理器優先處理“前臺”的作業。
從60年代中期開始，國際上開發了壹些大型通用操作系統。這些系統力求實現功能齊全的目標，能夠適應各種環境，應用範圍和操作方法也各不相同。然而，這些系統過於復雜和龐大，不僅付出了巨大的代價，而且在解決其可靠性、可維護性和可理解性方面也遇到了很大的困難。
相比之下，UNIX操作系統是個例外。這是壹個通用的多用戶交互式操作系統。它首先建立了壹個精益的核心，但其功能堪比許多大型操作系統，可以在核心層之外支持龐大的軟件系統。它得到了快速的應用和推廣，並不斷得到改進，對現代操作系統產生了巨大的影響。
至此，操作系統的基本概念、功能、基本結構和組成已經形成並逐步完善。
操作系統的進壹步發展
20世紀80年代，大規模集成電路技術的飛速發展和微處理器的出現和發展，掀起了計算機發展和普及的浪潮。壹方面迎來了個人電腦時代，同時向計算機網絡、分布式處理、超級計算機、智能化方向發展。由此，操作系統得到了進壹步的發展，如:個人計算機操作系統、網絡操作系統、分布式操作系統等。
個人計算機操作系統
個人電腦上的操作系統是具有在線交互的單用戶操作系統，其在線交互功能與壹般分時系統提供的功能非常相似。
因為是個人的，所以有些功能會簡單很多。然而，由於個人電腦的普及，對提供更方便友好的用戶界面和豐富功能的文件系統的需求將變得越來越迫切。
網絡操作系統
計算機網絡:通過通信設施將地理上分散的、自治的計算機系統連接起來，實現信息交換、資源共享、互操作和協同處理的系統。
網絡操作系統:在原有的計算機操作系統上，根據網絡架構的各種協議標準，增加網絡管理模塊，包括:通信、資源共享、系統安全和各種網絡應用服務。
分散操作系統
從表面上看，分布式系統和計算機網絡系統沒有太大區別。分散式操作系統還通過通信網絡將地理上分散的數據處理系統或具有自治功能的計算機系統互聯起來，實現信息交換和資源共享，協同完成任務。-硬件連接是相同的。
但是有如下壹些明顯的區別:
***1***分布式系統需要統壹的操作系統來實現系統操作的統壹性。
* * * 2 * *分布式操作系統管理分布式系統中的所有資源。它負責整個系統的資源分配與調度、任務劃分、信息傳遞和控制協調，並為用戶提供統壹的界面。
* * * 3 * *用戶可以通過該界面實現所需的操作和使用系統資源。至於操作要在哪臺電腦上執行，或者要使用哪臺電腦的資源，都是操作系統完成的，用戶不需要知道。這就是所謂的系統透明。
* * * 4 * *分布式系統強調分布式計算和處理，因此對多機協作和系統重構、健壯性和容錯性有更高的要求。希望系統具有更短的響應時間、高吞吐量和高可靠性。
特定操作系統的開發
隨著計算技術和大規模集成電路的發展，微型計算機發展迅速。自20世紀70年代中期以來，計算機操作系統已經出現。從65438到0976，美國數字研究軟件公司開發了8位CP/M操作系統。該系統允許用戶通過控制臺的鍵盤控制和管理系統。其主要功能是管理文件信息，從而實現對硬盤文件或其他設備文件的自動訪問。此後，壹些8位操作系統大多采用CP/M結構。
DOS操作系統
計算機操作系統的發展經歷了兩個階段。第壹階段是單用戶單任務操作系統。在CP/M操作系統之後，還有C-DOS、M-DOS、TRS-DOS、S-DOS、MS-DOS等磁盤操作系統。
值得壹提的是MS-DOS，它是在IBM-PC及其兼容機上執行的操作系統。它源於SCP86-DOS，是基於1980中8086微處理器的單用戶操作系統。後來微軟獲得了操作系統的專利，安裝在IBM-PC上，命名為PC-DOS。1981年，微軟的MS-DOS版本1.0和IBM的PC問世，這是第壹個實用的16位操作系統。微型計算機進入了壹個新時代。1987年，微軟發布了MS-DOS 3.3版本，這是壹個非常成熟可靠的DOS版本，微軟獲得了個人操作系統的霸主地位。
自1981問世以來，DOS經歷了七次大的版本升級，從1.0版本到現在的7.0版本，不斷改進和完善。但是DOS系統的單用戶、單任務、字符界面、16位都沒有改變，所以它的內存管理限制在640KB。
操作系統的新時代
計算機操作系統發展的第二個階段是多用戶多任務分時系統。其典型代表是UNIX、XENIX、OS/2和Windows操作系統。分時多用戶、多路復用、樹形結構文件系統、重定向和管道是UNIX的三大特點。
操作系統/2
OS/2是壹個具有圖形界面的32位系統，它不僅可以處理32位OS/2系統的應用軟件，還可以執行16位DOS和Windows軟件。它集成了多路復用管理、圖形窗口管理、通信管理和數據庫管理。
Windows操作系統
Windows是微軟在1985 11年6月發布的第壹代Windows復用系統，使PC進入了所謂的圖形用戶界面時代。Windows 1.x是壹個具有多窗口和復用功能的版本，但是因為當時的硬件平臺是PC/XT，速度很慢，所以Windows 1.x並不是很受歡迎。1987年底，微軟推出了MS-Windows的2.x版本，具有窗口重疊功能，窗口大小也可以調整，擴展包內存和擴展內存可以作為磁盤緩存，提高了整機性能。此外，它還提供了許多應用程序。
1990年，微軟推出了Windows 3.0，進壹步強化了功能，強大的內存管理，提供了相當數量的Windows應用軟件，從而成為38***86微型計算機的新操作系統標準。隨後，Windows發布了3.1版本，並推出了相應的中文版本。與3.0版本相比，3.1版本增加了壹些新功能，受到了用戶的歡迎，是當時最受歡迎的Windows版本。1995，微軟推出了Windows 95。在此之前，Windows都是用DOS引導的，也就是說它們不是完全獨立的系統，但是Windows 95是完全獨立的系統，在很多方面做了進壹步的改進，集成了網絡功能和即插即用功能。它是壹個全新的32位操作系統。1998年，微軟推出了Windows 95的改進版。Windows 98最大的特點之壹是將微軟的互聯網瀏覽器技術集成到Windows 95中，使訪問互聯網資源像訪問本地硬盤壹樣方便，從而更好地滿足人們日益增長的訪問互聯網資源的需求。Windows 98已經成為目前實際使用的主流操作系統。
自從微軟在1985年推出Windows 1.0之後，Windows系統幾乎成了操作系統的代名詞，從最初在DOS下執行的Windows 3.x，到現在風靡全球的Windows 9x/Me/2000/NT/XP。
壹種多用戶的計算機操作系統
UNIX操作系統是at & T公司在1971中的PDP-11上實現的操作系統。它具有多用戶、多任務的特點，支持多種處理器架構。它最初是由美國電話電報公司貝爾實驗室的肯·湯普森***肯尼斯·藍·湯普遜***、丹尼斯·裏奇* * *丹尼斯·麥卡利斯泰爾·裏奇* * *和道格拉斯·麥克洛伊建造的。
目前其商標權歸國際開放標準組織***The Open Group***所有。
從1969開始，UNIX系統在計算機界已經存在了30多年。雖然有壹些操作系統的強大競爭，如Windows NT，但它仍然是筆記本電腦、PC、PC服務器、中小型計算機、工作站、超級計算機和集群、SMP和MPP上的全系列通用操作系統。至少到目前為止，還沒有壹個操作系統能夠承擔這個任務。而且基於它的POSIX***等開放系統標準* * *也是目前為止唯壹的操作系統標準。甚至其競爭對手或現有的專用硬件系統* * *壹些公司的大中型計算機或操作系統運行在專用硬件上* * *，其接口遵循POSIX或其他UNIX標準。從這個意義上說，UNIX不僅僅是壹個操作系統的專用名稱，而是當前開放系統的同義詞。
UNIX系統的轉折點是從1972到1974。因為UNIX是用C語言編寫的，所以可移植性是主要的設計目標。1988開放軟件基金會成立後，UNIX經歷了輝煌的歷程。成千上萬的應用軟件都是在UNIX系統上開發的，應用於幾乎每壹個應用領域。UNIX從此成為世界上使用最廣泛的通用操作系統。UNIX不僅極大地推動了計算機系統和軟件技術的發展，而且在某種意義上對整個社會的進步起到了重要的推動作用。
Linux操作系統
Linux是目前世界上最大的自由軟件。是壹個堪比UNIX和Windows的操作系統，網絡功能齊全。Linux最初是由芬蘭人Linus Torvalds開發的。它的源程序在網上公開後，引起了全世界計算機愛好者的熱情。很多人下載了源程序，按照自己的意願完善了某個功能，然後發回到網上。因此，Linux被雕琢成了世界上最穩定、最有前途的操作系統。
從發展的角度來看，Linux取代UNIX和Windows還為時過早，但壹個穩定性、靈活性和易用性都非常優秀的軟件，肯定會被越來越廣泛的使用。
mac 操作系統
1984年，蘋果發布了System 1，這是壹個黑白界面，也是世界上第壹個成功的圖形用戶界面操作系統。System 1包含桌面、窗口、圖標、光標、菜單、滾動條等項目。其中，對於現在的電腦用戶來說，最不成熟也最有趣的就是新建文件夾的方式——磁盤上有壹個空文件夾***創建文件夾的方式就是重命名這個空文件夾；然後，會自動出現壹個空文件夾，這個空文件夾可以用來再次創建壹個新文件夾。當時蘋果的操作系統還沒有今天的AppleTalk網絡協議，桌面圖片，顏色，QuickTime等豐富多彩的應用，同時文件夾也不能嵌套。其實系統1裏的文件夾都是假的，所有文件都直接放在根目錄下，文件都是按照系統的壹個表對應自己的文件夾。文件夾的形式只是為了方便用戶在桌面上操作文件。
之後的十年，蘋果的操作系統經歷了從系統1到6再到7.5.3的巨大變化。蘋果的操作系統從單調的黑白界面變成了8色、16色和真彩色。從穩定性、應用數量、界面效果來看，蘋果都在向人們展示其日益成熟、不斷成長的笑臉。從7.6版本開始，蘋果的操作系統改名為Mac OS，然後是Mac OS 8和Mac OS 9，直到Mac OS 9.2.2和今天的Mac OS 10.3都采用了這種命名方式。
5438年6月+2000年10月，Mac OS X正式發布，隨後是10.1和10.2。蘋果對Mac OS X投入了大量的熱情和精力，也取得了初步的成功。2002年，蘋果電腦公司創始人之壹、現任蘋果CEO喬布斯親自主持了壹個儀式:將壹個Mac OS 9的產品包裝盒放入棺材，正式宣布Mac OS X時代的全面到來！
從蘋果操作系統的進化史來看，Mac OS Panther***以下簡稱Panther***似乎只是蘋果操作系統的壹次例行升級，但事實真的是這樣嗎？在下結論之前，我們先來看壹個事實:壹向在5月中下旬舉辦的2003年WWDC***蘋果全球開發者大會***，因為要提供Panther開發者預覽** *開發者預覽* *，所以特意推遲到6月！壹個月的等待沒有讓用戶失望。在無數蘋果粉絲每年期待的喬布斯主題演講中，我們聽到了比以前多得多的掌聲。
2003年10月24日，10，Mac OS X 10.3正式上市。6月165438+10月11日，蘋果迅速發布了Mac OS X 10.3+0的升級版。或許到本文發表時，Panther可以升級到10.3.2。蘋果宣稱:“Mac OS Panther擁有超過150項創新功能，讓妳感覺擁有壹臺全新的蘋果電腦”。